Корзина
Ваша корзина пуста!
Это никогда не поздно исправить :)
Колонный двутавр стальной Ст3пс: сортамент, характеристики и применение
Колонный двутавр из стали Ст3пс — профиль с параллельными полками, производимый по ГОСТ 26020-83 (серия К) и предназначенный для восприятия преимущественно осевых сжимающих нагрузок. Сталь Ст3пс по ГОСТ 380-2005 относится к полуспокойным углеродистым конструкционным сталям обычного качества; степень раскисления «пс» обеспечивает промежуточное содержание кремния (0,05–0,15 %) и умеренную ударную вязкость при положительных температурах. Профиль серии К отличается от балочного (серия Б) увеличенной толщиной стенки и полок при той же высоте, что даёт повышенные моменты инерции относительно обеих осей и радиусы инерции ix/iy, близкие по значению.
Сортамент и геометрические параметры
Колонные двутавры серии К выпускаются высотой от 150 до 400 мм с уклоном внутренних граней полок 0 (параллельные полки). Ключевой параметр для расчёта центрально-сжатых элементов — радиус инерции iy, определяющий гибкость стержня = lef/iy. Для колонного профиля 20К отношение ix/iy составляет около 1,6 против 3,0–3,5 у балочного аналога 20Б, что снижает материалоёмкость при равной расчётной длине.
| Профиль | Высота, мм | Ширина полки, мм | Толщина стенки, мм | Масса 1 м, кг |
|---|---|---|---|---|
| 15К | 150 | 150 | 7,0 | 31,2 |
| 20К1 | 195 | 200 | 8,0 | 52,2 |
| 25К2 | 249 | 250 | 10,0 | 82,0 |
| 30К3 | 299 | 300 | 11,0 | 105,0 |
| 35К2 | 349 | 350 | 12,0 | 137,0 |
| 40К4 | 394 | 400 | 14,0 | 185,0 |
Механические свойства стали Ст3пс
Полуспокойная сталь Ст3пс нормируется по пределу текучести и временному сопротивлению в зависимости от толщины проката. Для фасонного проката толщиной до 20 мм включительно предел текучести т составляет не менее 245 МПа, временное сопротивление в — 370–490 МПа. Относительное удлинение 5 — не менее 26 %. Ударная вязкость KCU при температуре +20 C — не менее 39 Дж/см; при –20 C — не менее 29 Дж/см. Полуспокойная сталь занимает промежуточное положение между спокойной (сп) и кипящей (кп) по склонности к хрупкому разрушению и ликвационной неоднородности.
Расчётные характеристики и условия эксплуатации
Расчётное сопротивление стали Ст3пс по пределу текучести Ry при коэффициенте надёжности по материалу m = 1,05 составляет около 233 МПа для толщины до 20 мм. Колонные двутавры применяются в элементах, работающих на центральное и внецентренное сжатие:
- колонны каркасов промышленных зданий с мостовыми и подвесными кранами;
- стойки рабочих площадок доменных цехов и прокатных станов;
- вертикальные связи и портальные рамы эстакад;
- опорные стойки ёмкостного и реакторного оборудования нефтегазопереработки;
- элементы опор трубопроводов и галерей конвейеров.
Профиль серии К допускает сварку без предварительного подогрева при температуре окружающего воздуха не ниже –10 C с применением электродов типа Э46 по ГОСТ 9467-75. Ограничение по нижней температуре эксплуатации конструкций из Ст3пс без дополнительных мероприятий — не ниже –40 C; при более низких климатических температурах требуется применение сталей с гарантированной ударной вязкостью при отрицательных температурах (09Г2С, 10ХСНД).
Приёмка и контроль качества
Прокат поставляется с сертификатом качества, включающим химический состав, результаты испытаний на растяжение и ударный изгиб. Геометрические отклонения регламентируются ГОСТ 26020-83: предельные отклонения по высоте профиля — 2,0 мм для профилей до 300 мм, кривизна — не более 0,2 % длины. Контроль сварных соединений при монтаже выполняется ультразвуковой дефектоскопией по ГОСТ 14782-86.
Вопросы и ответы
Чем колонный двутавр 20К отличается от балочного 20Б?
Профиль 20К имеет параллельные полки увеличенной ширины и толщины, а также утолщённую стенку. Радиус инерции iy у 20К примерно в два раза выше, чем у 20Б, что критично для сжатых элементов. Масса 1 м 20К1 — 52,2 кг против 21,3 кг у 20Б1.
При какой минимальной температуре допустима эксплуатация конструкций из Ст3пс?
Без дополнительных требований по ударной вязкости — не ниже –40 C. Для расчётных температур ниже –40 C применяют стали 09Г2С или 10ХСНД с гарантированными значениями KCU при –40 C и –60 C.
Какой предел текучести у стали Ст3пс для колонного проката?
Для фасонного проката толщиной до 20 мм — не менее 245 МПа; при толщине 20–40 мм — не менее 235 МПа. Расчётное сопротивление Ry с учётом m = 1,05 составляет 233 МПа и 224 МПа соответственно.
Допускается ли сварка колонного двутавра Ст3пс на монтаже при отрицательных температурах?
Сварка без подогрева допускается при температуре не ниже –10 C. При –10…–20 C требуется предварительный подогрев до 100–150 C; ниже –20 C сварка выполняется с подогревом и последующей термообработкой по ППР.